Иллюстрации к лекции №7.

Чтобы переместиться в вакансию, межузельному атому нужно или раздвинуть соседей или самому сжаться.

Скачок мигрирующего атома (красный кружок) в соседний вакантный узел в кристалле альфа-железа (а) и зависимость потенциальной энергии мигрирующего атома от его расположения (б). E_m – энергия активации миграции.

Диффузионный перескок атома, соседнего с вакансией, происходит следующим образом. Атом n раз в секунду ударяется о барьер из атомов, окружающих вакантный узел. Если его энергия в какой-то момент времени будет достаточна для того, чтобы преодолеть

этот барьер (рис. 1), то атом занимает вакантный узел V, перемещаясь в соседнюю кристаллографическую ячейку. При этом вакансия перемещается как бы ему навстречу.

В ГЦК тесные – тетраэдрические пустоты (1/4, 1/4, 1/4) и несколько более просторные октаэдрическиепустоты типа (1/2,1/2,1/2).

Способы диффузионного перемещения межузельного атома в кристаллической решетке альфа-железа

Акт миграции примесного атома He (синий кружок) в кристаллической решетке альфа-железа из положения 1 в эквивалентное положение 2. Показаны траектория диффузионного прыжка примесного атома и траектории движения атомов ближайшего

окружения. Тепловое движение остальных атомов не показано.

Схема образования собственного межузельного атома (1-3), перехода его из одного метастабильного состояния (3) в другое (5)- (а) и характер изменения свободной энергии при этом – (б)

Величина Е равна энергии активации необходимой для разрушения исходных связей и перемещения из узла решетки (1) в положение с максимальной энергией (2), откуда он переходит в метастабильное (межузельное) положение (3). Е_м – соответствует энергии миграции межузельного атома, а разность Е₀=Е-Е_м – энергия образования межузельного атома. Видно, что энергия миграции межузельного атома по межузлиям во много раз меньше энергии образования собственного межузельного атома.